电动汽车交流充电桩研究与设计 钱海峰

发表时间:2019/3/12   来源:《电力设备》2018年第27期   作者:钱海峰 付立刚
[导读] 摘要:新能源电动汽车行业发展异常迅猛,普遍得到社会广大民众的一致好评和青睐。
        (杭州中恒电气股份有限公司  浙江杭州  310000)
        摘要:新能源电动汽车行业发展异常迅猛,普遍得到社会广大民众的一致好评和青睐。新能源电动汽车行业发展前景非常美好,越来越得到业内相关人士的广泛关注和重视。然而,任何行业都有利与弊,关于电动汽车交流充电桩自身也有很多不足之处。需要业内工作者或者专家进行积极创新,不断完善电动汽车各种不足。为此,我们从电动汽车交流充电桩的设计与应用研究这个方向出发,对其,展开详细、深入的探讨与论述。
        关键词:电动汽车;交流充电桩;研究;设计
        引言:
        电动汽车自身具有环保价值,给电动汽车行业指明了发展方向。很多电动汽车使用的都是环保的动力电池,这种电池具有持续、稳定、环保等特性,充满电的电动汽车可以行使195km 左右,电池消耗完需要对其进行充电。当下关于电动汽车充电方式有很多中,例如:可以进行整个电池组更换或者进行快速充电等。但是,电池的体积和重量都比较大,采用整个电池组更换时特别不方便;大功率快速充电虽然可以为电动汽车提供动力,但这种充电方式对电池损害比较大。而交流充电桩可以有效避免这些不足之处,随着电动汽车发展不断完善,这种充电方式逐渐被广大电动汽车民众所接受。这种方式在未来将成为电动汽车充电的主要使用方式。
        1 关于电动汽车相关充电桩发展状况
        近些年,电动汽车不管是在生产,还是销售方面都取得了巨大发展。然而,关于电动汽车相关充电基础设施等领域还是处于初期发展阶段,很多基础设施发展普遍滞后。对此,政府有关部门或者相关企业投入了很多资金和精力用于这方面技术的研究。早在2008年北京奥运会时期,为了电动汽车能够在奥运会期间正常行驶,北京市区很多地方开始大量建设电动汽车充电桩,这在当时是我国最大的电动车充电桩区域,为电动汽车相关充电设施的发展起了很好的典范作用。随着电动汽车行业持续快速发展,这些充电基础设施在近几年也开始大量的投入使用。随着电动汽车销量及总量持续不断上升,充电资源的缺乏就被突现出来了。大规模充电桩设施的建设发展是电动汽车行业快速发展的重要保障。在很大程度上能够有效推进我国经济的持续、稳定向前发展。
        2 关于电动汽车交流充电桩相关技术原理和设计分析
        2.1 电动汽车交流充电桩相关工作原理
        完善的交流充电桩通常是由以下几个重要部分组成:a .计量模块,它的主要功能是对充电桩进行电流、电压和输出电能、输出功率进行实时监测,使用比较多的是智能电表。它可以对使用的电量进行有效检测和计算,还能为用户端提供有效管控,和控制器进行双方向信息数据互通,通过在计量模块中安装智能电表,使得整个充电设备更加自动化。b.账务管理模块化,它的主要作用是对使用的电价或者电量进行综合计算,从而获得消费金额,并收取相关费用、打印出来完整的信息账单。只有控制器与嵌入式相关打印机设备进行有效结合才能更好的完成账务管理任务,交流充电桩一般会采取梯形电价相关政策,控制器会实时对已经使用电量进行计费,并且及时完成整个收费过程。

控制器里边会包含很多电量使用消费数据信息,并且把这些数据信息传送给打印机,打印机会详细的打印出来每一笔消费使用信息。c.人机交互模块,它的主要功能是负责和客户进行有效“沟通”。通常情况下,会使用触摸屏来作为传输载体,进而来实现这一重要功能。用户可以根据实际情况来进行功能的自由选择,充电桩可以持续不断的显示充电过程中的详细信息。d.电气模块,它的主要功能是负责电能输入和进出的控制,如果,发现有突发不安全情况发生,能够在最短时间断开电能相关输入。从而保障充电桩的使用安全,预防经济上带来的损失。e.桩体,根据使用空间和方式,桩体可以分为落地式和壁挂式两种类型。落地式相关充电桩使用最多的地方大多数是在停车场等空间比较大的地方,一般都安装在地面,充电设备占用的空间和体积都非常庞大。
        2.2 关于交流充电桩相关硬件设计
        交流充电桩相关硬件平台是功能发挥的重要基础,科学、合理的硬件设计,在很大程度上能够提升工作效率,并且能够给客户最好的体验。对整个设备的运行起到一定的安全保护作用。很多交流充电桩在硬件设计上都使用了模块化的方法。依据每个功能的不同,把充电桩可以分成若干个不同模块,通过使用串口或者CAN 通信相关方式对控制器实行数据通信。经过模块化相关设计方法,当系统中部分区域模块发生故障,也不会影响到周围模块的正常使用,不仅有效保障了系统的正常运行,而且,也方便了后期相关技术工作人员维护工作开展。很多充电桩相关地理位置在最初注册时就已经被保存到后台运营管理中心,后台数据中心会对此进行统一化管理。
        除此之外,包括车主的RFID 卡相关密码,余额以及相关消费的历史信息数据都被后台管理中心保存,在日常充电桩工作时通过与后台数据进行通信,就可以获得相关需要的信息数据。另外,系统为所用充电桩都分配了独一无二的编号,通过相关软件进行配置,可以把每个设备的编号读写到控制器相关存储器当中。以此作为充电桩独一无二的身份认证。为了方便对充电桩进行统一管理,一般情况下,该编号由三个重要部分组成,一共包含14 个阿拉伯数字,前半部分共包含6 位数字,其意思是代表该地区城市相关行政区号;中间主要包含4 位数字,主要指街道编号;后半部分为4 位数字,是依据接入互联网先后顺序来设置的数字编号。例如,某一台充电桩的编号:41 02 21 11 99 00 91 则代表河南省开封市某地区,充电桩联网上电之后,这个编号会通过相关网络接口来发送到后台管理系统。后台管理系统通过识别相关充电桩的编号来进行管理,并且按照编号把收到的有关数据和充电桩进行对接。
        3 结论
        伴随着电动车相关技术持续不断创新,充电基础相关设施的逐步完善,对于电动汽车的普及发展有很大推动作用。本文对交流充电桩相关工作运行原理和相关设计进行了详细、深入的分析和研究,尤其对其内部各种桩体、电气模块、人机交互模块、账务管理模块、计量模块进行更加细致的分析。从而对整个充电桩内部运行原理和技术有了充分的认识和了解,为充电桩以后的创新、持续、稳定发展提供了重要保障。
        参考文献:
        [1]刘朝辉.电动汽车智能充电桩的设计与应用[J].电子技术与软件工程,2017(3):248.
        [2]刘泉英.基于互联网的电动汽车交流充电桩设计[J].时代汽车,2017(10):55-56.
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